DE3230879C2

DE3230879C2 -

Info

Publication number: DE3230879C2
Application number: DE3230879A
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Tokio/Tokyo Jp Inoue
Original assignee: INOUE-JAPAX RESEARCH Inc YOKOHAMA KANAGAWA JP
Current assignee: INOUE-JAPAX RESEARCH Inc YOKOHAMA KANAGAWA JP
Priority date: 1981-08-19
Filing date: 1982-08-19
Publication date: 1989-10-05
Also published as: GB2104918A; GB2104918B; US4425197A; IT8249009A0; FR2511706B1; DE3230879A1; IT1189341B; FR2511706A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur galvanischen Metallabscheidung, wobei ein Metallüberzug, z. B. aus Kupfer, Nickel, Chrom oder Gold, auf eine elektrisch leitende Oberfläche, z. B. ein Substrat oder einen dünnen Metallisierungsfilm, der auf einem elek trisch nichtleitenden Gegenstand oder einer solchen Form vorgeformt wurde, galvanisch abgeschieden wird. Ein solches Substrat bzw. ein solcher Gegenstand bzw. eine solche Form werden nachstehend als "Werkstück" bezeichnet.The invention relates to a method and a Device for galvanic metal deposition, a Metal coating, e.g. B. made of copper, nickel, chrome or gold, on an electrically conductive surface, e.g. B. a substrate or a thin metallization film on an elec tric non-conductive object or such a form was preformed, is galvanically deposited. Such one Substrate or such an object or such a shape are hereinafter referred to as "workpiece".

Die galvanische Metallabscheidung wird in großem Umfang dazu eingesetzt, einen Gegenstand mit einem dauerhaften Metall überzug zu versehen, sowie auch zum Elektroformen eines Werkzeugs oder einer Werkzeugelektrode zur elektrischen Bearbeitung (z. B. für die Funkenerosion). Beim Elektrofor men wird auf eine Form, die typischerweise aus einem metal lisierten elektrisch nichtleitenden Werkstoff besteht, ein erwünschtes Metall galvanisch abgeschieden, und der galvani sche Metallüberzug muß mit einer beträchtlichen Dicke abgeschieden werden, so daß er anschließend entformt und als der gewünschte Gegenstand verwendet werden kann. Der Gegen stand oder die Form, also das Werkstück, das den Überzug erhalten soll, ist häufig groß und kompliziert geformt oder makroskopisch uneben, so daß sich eine oder mehrere vertief te oder ausgesparte Bereiche ergeben. Erwünschterweise soll ein Überzug oder eine Elektroform gleichmäßige Dicke oder eine erwünschte Dickenverteilung über die Gesamtfläche einer solchen komplizierten oder unebenen Kontur aufweisen. Ferner ist es häufig erwünscht, daß der Metallüberzug in vorsprin genden Bereichen dünner und in Vertiefungen dicker ist; diese Anforderungen stehen jedoch normalerweise im Gegensatz zu der Eigenart der galvanischen Metallabscheidung. So besteht bei einem galvanischen Metallüberzug die Tendenz, daß er in vorspringenden Bereichen, z. B. auf Kanten oder konvexen Winkelabschnitten, dicker ist, während er in Vertiefungen dünner ist. In einer Vertiefung besteht die Tendenz, daß sich die Abscheidung am Öffnungsrand derselben konzentriert und nur sehr wenig oder sogar praktisch gar nichts auf dem Boden und in den Ecken abgeschieden wird, wenn eine konventionelle Einrichtung zur galvanischen Metallabscheidung eingesetzt wird, bei der das Werkstück in eine ruhende Masse des galvanischen Bads eintaucht und eine einfache planare Elektrode in großem Abstand davon angeord net ist. Ein Strom zur galvanischen Metallabscheidung kann dann nur mit sehr geringer Stromdichte zugeführt werden. Galvanic metal deposition is becoming a large part of this used, an object with a durable metal to provide coating, as well as for electroforming a Tool or a tool electrode for electrical Machining (e.g. for spark erosion). At the Elektrofor men is on a mold that is typically made of a metal lized electrically non-conductive material desired metal galvanically deposited, and the galvani cal metal coating must be of considerable thickness be deposited, so that it is subsequently demolded and used as the desired item can be used. The opposite stood or the shape, i.e. the workpiece that the coating is often large and complicated or shaped macroscopically uneven, so that one or more deepens th or recessed areas result. Desirably should a coating or electroform of uniform thickness or a desired thickness distribution over the entire area of a have such a complicated or uneven contour. Further it is often desirable for the metal coating to protrude areas are thinner and thicker in depressions; however, these requirements are usually in conflict on the peculiarity of galvanic metal deposition. So with a galvanic metal coating there is a tendency that he is in projecting areas, e.g. B. on edges or convex angular sections, is thicker while in Depressions is thinner. There is a deepening Tendency that the deposit at the opening edge of the same concentrated and very little or even practically at all nothing is deposited on the floor and in the corners, if a conventional device for galvanic Metal deposition is used, in which the workpiece in a resting mass of the galvanic bath dips and one simple planar electrode arranged at a large distance from it is not. A current for galvanic metal deposition can then only be supplied with a very low current density.

Andererseits ist es bekannt, daß die Stromdichte bei der galvanischen Metallabscheidung erhöht werden kann, wenn das das Metall enthaltende galvanische Bad dem Bereich von Elektrode und Werkstück im Zwangsfluß zugeführt wird oder diesen Bereich durchspült. Es hat sich zwar gezeigt, daß der Einsatz einer Elektrode, die komplementär zu den Werkstück konturen geformt ist und die so angeordnet wird, daß sie der Werkstückoberfläche in nahem Abstand gegenüberliegt, eine Erhöhung der Dichte des zuführbaren Abscheidungsstroms erlaubt und damit die Abscheidungsrate steigert; diese Maßnahme hat sich jedoch hinsichtlich einer erheblichen Verbesserung der Gleichmäßigkeit des Überzugs auf der profilierten Oberfläche als im allgemeinen unbefriedigend erwiesen, und zwar offenbar deshalb, weil die erwünschte gleichmäßige Verteilung des Spülbads über die Gesamtfläche nicht unbedingt erzielbar ist. Ferner ist diese Maßnahme dann nicht anwendbar, wenn eine selektive oder örtlich begrenzte galvanische Metallabscheidung vorzunehmen ist.On the other hand, it is known that the current density at electroplating can be increased if that the metal containing electroplating bath the range of Electrode and workpiece is fed in the positive flow or flushed this area. It has been shown that the Use an electrode that is complementary to the workpiece is shaped contours and is arranged so that it is the Workpiece surface at a close distance, one Increase the density of the depositing stream that can be supplied allowed and thus increases the deposition rate; these However, measure has been significant Improve the uniformity of the coating on the profiled surface as generally unsatisfactory proven, apparently because the desired Even distribution of the rinsing bath over the entire area is not necessarily achievable. Furthermore, this measure not applicable if selective or local limited galvanic metal deposition is to be carried out.

So sind aus der DE-OS 21 06 164 ein Verfahren und eine Ein richtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 7 be kannt, die von einer Unterteilung des galvanischen Bades durch flüssigkeitsdurchlässige Trennwände in zwei oder mehrere Zel len Gebrauch machen, wobei die Anoden und die zu galvanisie renden Teile in getrennten Zellen untergebracht sind und in der die Teile aufnehmenden Zelle eine mäßige Badumwälzung vor genommen wird und ein Über- oder Unterdruck auf den Badspiegel einwirken kann. So from DE-OS 21 06 164 a method and an direction according to the preamble of claim 1 or 7 be knows that from a subdivision of the galvanic bath liquid-permeable partition walls in two or more cells len use, the anodes and those to galvanize parts are housed in separate cells and in of the cell receiving the parts before a moderate bath circulation is taken and an over or under pressure on the bathroom mirror can act.

Auch aus der DE-OS 26 19 987 sind ein Verfahren und eine Ein richtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 7 be kannt, wobei der Beschichtungsprozeß in einem unter Unterdruck stehenden Raum stattfindet und die Elektrolytflüssigkeit in einem Kreislaufsystem umläuft.From DE-OS 26 19 987 are a method and a direction according to the preamble of claim 1 or 7 be knows, the coating process in a vacuum standing space takes place and the electrolyte liquid in circulates in a circulatory system.

Andererseits ist aus der DE-OS 30 20 824 ein Verfahren zum galvanischen Metallabscheiden auf eine Unterlage bekannt, bei dem eine stabförmige Anode relativ zur Unterlage bewegt wird und Metall jeweils bevorzugt auf den einem Anodenende gegen überliegenden Bereich der Unterlage abgeschieden wird, bis die gesamte Unterlage beschichtet ist. Auf das Problem schädlicher Folgen von dabei gebildeten Abgasen auf die Umwelt und die verwendete Einrichtung wird dabei nicht eingegangen.On the other hand, from DE-OS 30 20 824 a method for galvanic metal deposition on a base known which a rod-shaped anode is moved relative to the base and metal in each case preferably against the one anode end the overlying area of the pad is deposited until the entire pad is coated. More harmful to the problem Consequences of the resulting exhaust gases on the environment and The facility used is not included.

Es wurde also gefunden, daß ein erwünschter galvanischer Metallüberzug von erheblicher und gleichmäßiger Dicke in sehr wirksamer Weise dadurch erhalten werden kann, daß eine einfache Elektrode mit einer aktiven Elektrodenfläche verwendet wird, die wesentlich schmaler als die zu überzie hende Werkstückoberfläche ist, wobei die Elektrode relativ zu dem Werkstück bewegbar ist, so daß die aktive Elektroden fläche die Werkstückoberfläche überstreicht, und wobei der geringe Zwischenraum bzw. Spalt zwischen Elektrode und Werkstück ständig mit dem galvanischen Bad geflutet oder davon durchspült wird, so daß der Abscheidungsstrom hoher Dichte in dem Spalt unterhalten werden kann. Auf diese Weise kann eine unebene und große oder komplizierte Oberfläche, die eine oder mehrere Vertiefungen aufweist, einen guten galvanischen Metallüberzug erhalten, wobei dies jedoch im Vergleich zu dem konventionellen Verfahren innerhalb äußerst kurzer Zeit erfolgt. Eine selektive oder örtlich begrenzte galvanische Metallabscheidung sowie die Bildung eines galvanischen Überzugs mit kontrollierter Dickenverteilung kann erreicht werden durch Regelung der Größe des Abschei dungsstroms und/oder des Durchsatzes des galvanischen Bads.It has thus been found that a desired galvanic Metal coating of considerable and uniform thickness in can be obtained very effectively that a simple electrode with an active electrode surface is used, which is much narrower than that to cover workpiece surface, the electrode being relative is movable to the workpiece so that the active electrodes surface sweeps over the workpiece surface, and the small gap or gap between the electrode and Workpiece constantly flooded with the galvanic bath or is flushed through it, so that the deposition current is higher Density can be maintained in the gap. In this way can have an uneven and large or complicated surface, which has one or more depressions, a good one receive galvanic metal coating, but this in Compared to the conventional process within extremely takes a short time. A selective or localized galvanic metal deposition and the formation of a galvanic coating with controlled thickness distribution can be achieved by regulating the size of the parting current and / or the throughput of the galvanic Bads.

Es wurde somit zwar gefunden, daß praktisch auf jede geeignete Oberfläche sehr schnell ein galvanischer Überzug aufgebracht werden kann, indem ein dynamischer Strom des galvanischen Bads unterhalten wird; es wurde nunmehr jedoch erkannt, daß dabei infolge der Verbesserung von Wirkungsgrad und Leistung ein Problem auftritt. In dem Zwischenraum, in dem die galvanische Metallabscheidung stattfindet, werden mit sehr hoher Geschwindigkeit für die Umwelt sowie für wesentliche Einheiten oder Teile der Einrichtung schädliche Stoffe erzeugt. In dem Metallabscheidungs-Zwischenraum werden elektrolytisch Gase erzeugt, die zusammen mit feinen Tröpf chen des Bads zu Abgasen werden, die aus dem galvanischen Bad aufsteigen und nicht nur für den Bediener, sondern auch für die Umwelt und die empfindlichen Teile der Einrichtung schädlich sind. Diese Abgase sind nicht nur für Personen schädlich oder gefährlich, sondern bei Auftreten über einen längeren Zeitraum können sie die Korrosion oder den Ausfall von Bauteilen und somit der Einrichtung zur Folge haben.It has thus been found that practically any suitable A galvanic coating is applied to the surface very quickly can be made by a dynamic current of the galvanic Bads is maintained; however, it has now been recognized that doing so due to the improvement in efficiency and performance a problem occurs. In the space in which the galvanic metal deposition takes place with very high speed for the environment as well as essential Units or parts of the facility harmful substances generated. In the metal deposition space Electrolytically produces gases together with fine droplets Chen of the bath to be exhaust gases from the galvanic Rise bath and not only for the operator, but also for the environment and the sensitive parts of the facility are harmful. These fumes are not just for people harmful or dangerous, but if it occurs over you Prolonged periods of corrosion or failure of components and thus the device.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines neuen und verbesserten Verfahrens und einer Einrichtung zur galvani schen Metallabscheidung auf eine elektrisch leitende Ober fläche, wobei der erwünschte Metallüberzug mit sehr hoher Geschwindigkeit und Gleichmäßigkeit oder mit erwünschter Dicken- oder Musterverteilung aufbringbar sein soll, ohne daß die Umwelt durch Schadstoffe verunreinigt und die Einrichtung beschädigt wird. Dabei soll die Einrichtung relativ kompakt gebaut sein und die Hochpräzsisions- und Hochleistungs-Bildung eines galvanischen Metallüberzugs auf einer elektrisch leitenden Oberfläche gewährleistet und gleichzeitig in wirksamer Weise eine Umweltverschmutzung und einen korrosionsbedingten Ausfall von Einrichtungsteilen aufgrund von Schadstoffen verhindern.The object of the invention is to provide a new and improved method and a device for electroplating metal deposition on an electrically conductive surface surface, the desired metal coating with very high Speed and uniformity or with desired Thickness or pattern distribution should be applicable without that the environment is polluted by pollutants and the Device is damaged. The facility should be built relatively compact and the high precision and High performance formation of a galvanic metal coating guaranteed an electrically conductive surface and at the same time effectively pollution and a corrosion-related failure of equipment parts prevent due to pollutants.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, sind das Verfahren und die Einrichtung gemäß den Patentan sprüchen 1 und 7.Subject of the invention, with which this object is achieved are the method and the device according to the patent sayings 1 and 7.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 und 8 bis 10 gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims 2 to 6 and 8 to 10 marked.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. With the aid of the drawing, the invention will be explained, for example explained.

Fig. 1 teilweise im Schnitt und teilweise in Form eines Blockschaltbilds eine Ansicht der galvanischen Metallabscheidungs-Einrichtung nach der Erfin dung; Figure 1 is partly in section and partly in the form of a block diagram a view of the galvanic metal deposition device according to the inven tion.

Fig. 2 eine Draufsicht von oben längs der Linie II-II von Fig. 1; und Fig. 2 is a plan view from above along the line II-II of Fig. 1; and

Fig. 3 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, die ein weiteres Ausführungsbeispiel der Einrichtung zeigt. Fig. 3 is a view similar to Fig. 1, showing another embodiment of the device.

Nach Fig. 1 ist eine galvanoplastische Form 1, z. B. aus Kunststoff, in einem elektrisch nichtleitfähigen Arbeitsbe hälter 2 in einem darin enthaltenen galvanischen Bad gesi chert. Die Form 1 weist einen dünnen Metallüberzug 4 auf, der vorher auf einen ausgewählten Oberflächenbereich z. B. durch chemische Abscheidung aufgebracht wurde und als elektrisch leitendes Substrat bzw. Werkstück dient. Das galvanische Bad 3 wird entweder kontinuierlich oder inter mittierend von einem Vorrat 5 durch eine Leitung 6 in den Arbeitsbehälter 2 zugeführt, überflutet den Metallüberzug 4 und strömt durch einen Auslaß 7 in eine Pumpe 8. Die galva noplastische Form 1 ist in dem Arbeitsbehälter 2 durch Stützen 9 festgelegt.Of FIG. 1 is an electroforming mold 1, z. B. plastic, in an electrically non-conductive Arbeitsbe container 2 in a galvanic bath contained therein gesi chert. The mold 1 has a thin metal coating 4 , which previously on a selected surface area z. B. was applied by chemical deposition and serves as an electrically conductive substrate or workpiece. The galvanic bath 3 is fed either continuously or intermittently from a supply 5 through a line 6 into the working container 2 , floods the metal coating 4 and flows through an outlet 7 into a pump 8 . The galva noplastic form 1 is fixed in the working container 2 by supports 9 .

Der leitenden Oberfläche 4 der Form 1 in engem Abstand gegenüberliegend ist eine als Anode geschaltete lange Elektrode 10 positioniert, die vertikal oder in Z-Achsen richtung bewegbar ist. Die Anode 10 wird von einem Antrieb 12, der eine Treibrolle 13 und eine Andruckrolle 14 umfaßt, in einer Buchse 11 bewegt. Ein Motor 15 für die Treibrolle 13 wird mit einem Signal von einer Steuereinheit 16 getrie ben, die die Position der Anodenarbeitsfläche 10 a bestimmt, die durch die untere Endfläche der Anode 10 gebildet ist. Zwei Rollen 17 und 18 dienen der weiteren Führung der vertikal bewegten langen Anode 10. Der Antrieb 12 und die Rollen 17 und 18 sind an einem Gestell 19 befestigt, das mittels Rädern auf zwei parallelen Schienen 20 mit Hilfe eines Motors 21 in Richtung der X-Achse verfahrbar ist. Jede Schiene 20 erstreckt sich in Richtung der X-Achse und ist an der Buchse 11 gesichert, die ebenfalls Räder aufweist und damit auf zwei parallelen Schienen 22 durch einen Motor 23 in Richtung der Y-Achse verfahrbar ist. Die Motoren 15, 21 und 23 werden durch Ansteuersignale von der Steuereinheit 16 aktiviert und verschieben die Anode 10 so, daß ihre Arbeits fläche 10 a die profilierte Oberfläche 4 entlang einer vorprogrammierten Bahn in dem X-, Y- und Z-Koordinatensystem überstreicht. Der enge Spalt zwischen der Arbeitsfläche 10 a und der Werkstückoberfläche wird im wesentlichen gleichblei bend gehalten.Opposite the conductive surface 4 of the form 1 at a close distance is a long electrode 10 connected as an anode, which can be moved vertically or in the Z -axis direction. The anode 10 is moved by a drive 12 , which comprises a drive roller 13 and a pressure roller 14 , in a bushing 11 . A motor 15 for the drive roller 13 is driven with a signal from a control unit 16 which determines the position of the anode work surface 10 a , which is formed by the lower end surface of the anode 10 . Two rollers 17 and 18 serve to further guide the vertically moved long anode 10 . The drive 12 and the rollers 17 and 18 are fastened to a frame 19 which can be moved in the direction of the X axis by means of wheels on two parallel rails 20 with the aid of a motor 21 . Each rail 20 extends in the direction of the X axis and is secured to the bushing 11 , which also has wheels and can therefore be moved on two parallel rails 22 by a motor 23 in the direction of the Y axis. The motors 15, 21 and 23 are activated by control signals from the control unit 16 and move the anode 10 so that their working surface 10 a covers the profiled surface 4 along a preprogrammed path in the X, Y and Z coordinate system. The narrow gap between the work surface 10 a and the workpiece surface is kept substantially constant.

Ein Anschluß einer Stromversorung 24 ist elektrisch an die elektrisch leitende Oberfläche 4 angeschlossen, und der andere Anschluß ist über die Schienen 22, die Buchse 11, die Schienen 20, das Gestell 19 und einen Leiter 25 an die Anode 10 angeschlossen. Die Buchse 11, die Schienen 20 und 22 und das Gestell 19 bestehen aus Metall und sind elektrisch leitend.One terminal of a power supply 24 is electrically connected to the electrically conductive surface 4 , and the other terminal is connected to the anode 10 via the rails 22 , the socket 11 , the rails 20 , the frame 19 and a conductor 25 . The socket 11 , the rails 20 and 22 and the frame 19 are made of metal and are electrically conductive.

Die Antriebsvorrichtung mit den Elementen 11-23 ist in einem Deckel 26, der Lüftungsöffnungen 26 a aufweist und auf dem Arbeitsbehälter 2 befestigt ist, aufgenommen. Ferner ist die Antriebsvorrichtung gegenüber dem Arbeitsbehälter 2 durch ein faltenbalgartiges Trennelement 27 isoliert, das am oberen Ende der Wandung des Arbeitsbehälters 2 gesichert ist und eine lange viereckige Öffnung 38 (vgl. Fig. 2) zur Aufnahme der Buchse 11, die die lange Anode 10 führt, aufweist. Das Trennelement 27 ist in Richtung der Y-Achse gefaltet und ermöglicht eine Bewegung der Anode 10 in dieser Richtung. In die Öffnung 38 ist ein geteiltes Anschlußstück 39 eingesetzt, durch das die Anode 10 so verschiebbar einsetzbar ist, daß sie in Richtung der X-Achse bewegbar ist. Das Anschlußstück 39 kann ein geteiltes schwammartiges Organ sein, das den durch die Oberfläche des galvanischen Bads 3, die Wandung des Arbeitsbehälters 2 und das Trennele ment 27 gebildeten Raum im wesentlichen hermetisch dicht abschließt.The drive device with the elements 11-23 is accommodated in a cover 26 , which has ventilation openings 26 a and is fastened on the working container 2 . Furthermore, the drive device is insulated from the working container 2 by a bellows-like separating element 27 , which is secured at the upper end of the wall of the working container 2 , and a long square opening 38 (see FIG. 2) for receiving the bushing 11 , which holds the long anode 10 leads, has. The separating element 27 is folded in the direction of the Y axis and enables the anode 10 to move in this direction. A divided connecting piece 39 is inserted into the opening 38 , through which the anode 10 can be slidably inserted so that it can be moved in the direction of the X axis. The connector 39 may be a divided sponge-like member, the element formed by the surface of the galvanic bath 3 , the wall of the working container 2 and the Trennele element 27 hermetically seals substantially.

Mit der vorstehend erläuterten Einrichtung wird eine Hochge schwindigkeits- und Hochleistungs-Metallabscheidung auf die elektrisch leitende Oberfläche 4 durchgeführt, wobei diese Oberfläche 4 kompliziert geformt oder makroskopisch uneben sein kann. Wenn an die Anode 10 und die elektrisch leitende Oberfläche bzw. Kathode 4 ein Strom angelegt ist, baut sich der galvanische Metallüberzug auf der örtlich begrenzten Fläche der Oberfläche 4 schnell auf, und zwar aufgrund des Zwangsflusses des galvanischen Bades in den Bereich zwischen Anode 10 und Kathode 4, die in engem Abstand voneinander liegen. Mit fortschreitender galvanischer Metallabscheidung wird die Anode 10 relativ zu der Form 1 bewegt, so daß die aktive Anodenfläche 10 a abtastend über die leitende Fläche 4 bewegt wird, wodurch die Oberfläche 4 fortschreitend mit einem galvanischen Überzug aus dem Metall des Bades 3 überzogen wird. With the device explained above, a high-speed and high-performance metal deposition is carried out on the electrically conductive surface 4 , which surface 4 can be complicated in shape or macroscopically uneven. If a current is applied to the anode 10 and the electrically conductive surface or cathode 4 , the galvanic metal coating builds up quickly on the localized surface of the surface 4 , specifically because of the forced flow of the galvanic bath into the area between the anode 10 and Cathode 4 , which are closely spaced from each other. With advancing galvanic metal deposition, the anode 10 is moved relative to the mold 1 , so that the active anode surface 10 a is scanned over the conductive surface 4 , whereby the surface 4 is progressively coated with a galvanic coating from the metal of the bath 3 .

Mit dem Beginn bzw. dem Fortgang der galvanischen Metallab scheidung werden in dem Spalt elektrolytisch Gase erzeugt, die feine Tröpfchen aus dem galvanischen Bad 3 mitreißen und somit in einem Abgas resultieren, das stark korrosiv und schädlich ist; das Abgas sammelt sich in dem durch die Wandung des Arbeitsbehälters 2, die Oberfläche des galvani schen Bads 3 und das Trennelement 27 gebildeten Raum. Gemäß einem wesentlichen Merkmal der vorliegenden Erfindung ist ein geschlossener Raum 28, der durch den vorgenannten Raum gebildet sein kann, vorgesehen, der über eine Leitung 29 mit einer Saugpumpe 30 in Verbindung steht, die das Abgas absaugt. Dadurch, daß der Raum 28 durch das Trennelement 27 wirksam abgeschlossen ist, kann das Abgas nicht in Kontakt mit Teilen der Antriebsvorrichtung 11-23 gelangen. Das geteilte Anschlußstück 29 in dem Trennelement 27 kann durch ein poröses oder luftdurchlässiges verformbares Organ gebildet sein. Frischluft wird von der das Abgas absaugenden Pumpe 30 durch die Lüftungsöffnungen 26 a in den Raum 28 angesaugt. Der Druck innerhalb des Raums 28 wird dann auf einem Unterdruckpegel gehalten. Das von der Pumpe 30 abge saugte Abgas kann in einem Gasaufbereitungssystem 31 behan delt werden, das das Gas von der Badflüssigkeit 3 trennt und erforderlichenfalls die Gase in unschädliche Komponenten zerlegt. Die von den Gasen abgetrennte Flüssigkeit kann in einer konventionellen Flüssigkeits-Aufbereitungsanlage (nicht gezeigt) behandelt und abgeführt werden. In den Leitungen 29 sind Absperrorgane 32 angeordnet, die die Abgasmenge regeln, die aus dem Raum 28 von der Pumpe 30 abgesaugt wird. With the beginning or the progress of the galvanic Metallab separation electrolytic gases are generated in the gap that entrain fine droplets from the galvanic bath 3 and thus result in an exhaust gas that is highly corrosive and harmful; the exhaust gas collects in the space formed by the wall of the working container 2 , the surface of the galvanic bath 3 and the separating element 27 . According to an essential feature of the present invention, a closed space 28 , which can be formed by the aforementioned space, is provided, which is connected via a line 29 to a suction pump 30 , which sucks off the exhaust gas. Because the space 28 is effectively closed off by the separating element 27 , the exhaust gas cannot come into contact with parts of the drive device 11-23 . The divided connecting piece 29 in the separating element 27 can be formed by a porous or air-permeable deformable member. Fresh air is sucked in by the pump 30 that sucks the exhaust gas through the ventilation openings 26 a into the space 28 . The pressure within space 28 is then maintained at a vacuum level. The exhaust gas sucked off by the pump 30 can be treated in a gas treatment system 31 which separates the gas from the bath liquid 3 and, if necessary, decomposes the gases into harmless components. The liquid separated from the gases can be treated and removed in a conventional liquid treatment plant (not shown). Shut-off devices 32 are arranged in the lines 29 and regulate the amount of exhaust gas which is sucked out of the space 28 by the pump 30 .

Das geteilte Anschlußstück 29 kann auch ein undurchlässiges verformbares Teil sein. In diesem Fall steht der Raum 28 über Leitungen 33 und Ventilanordnungen 34 mit einer Luftversorgung 35 oder einem ähnlich unschädlichen oder ungiftigen externen Gas, z. B. Argon oder Stickstoff, in Verbindung. Die Gasversorgung 35 führt das Gas in den von der Saugpumpe 30 evakuierten Raum 28 zu. Der Gasdruck im Raum 28 wird durch das Ventil 34 geregelt und kann auf einem Überdruckpegel gehalten werden, der bevorzugt oberhalb 1,96 bar liegt und bis zu 4,9 bar betragen kann. Alternativ kann der Druck im Raum 28 auf einem Unterdruckpegel gehalten werden, indem die Ventilanordnung 32 in Verbindung mit der Ventilanordnung 34 geregelt wird.The split connector 29 can also be an impervious deformable member. In this case, the space 28 is connected via lines 33 and valve arrangements 34 with an air supply 35 or a similarly harmless or non-toxic external gas, e.g. B. argon or nitrogen. The gas supply 35 feeds the gas into the space 28 evacuated by the suction pump 30 . The gas pressure in the room 28 is regulated by the valve 34 and can be kept at an overpressure level which is preferably above 1.96 bar and can be up to 4.9 bar. Alternatively, the pressure in space 28 may be maintained at a vacuum level by regulating valve assembly 32 in conjunction with valve assembly 34 .

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 entspricht im wesentli chen demjenigen nach den Fig. 1 und 2, wobei jedoch das galvanische Bad 3 in einer Zwangsströmung durch eine rohr förmige Anode 40 zugeführt wird. Dabei wird der Elektrolyt aus einem Behälter 42 durch eine Pumpe 41 in die rohrförmige Anode 40 über ein Druckregelsystem 43, ein Drosselventil 44 und ein Durchsatzregelventil 45 gefördert und strömt in den Spalt zwischen der Anode 40 und dem Werkstück 4 durch eine Endöffnung 40 a der Anode 40. Da auch bei diesem Ausführungs beispiel das Trennelement 27 sowie das Abgas-Abzugssystem 29-32 und die Lüftungsöffnungen 26 a oder die externe Gasför dervorrichtung 33-35 vorgesehen sind, kann die Zuführrate des galvanischen Bads in den Spalt zwischen der aktiven Anodenfläche 40 a und dem Werkstück 4 auf einen Höchstwert gesteigert werden, so daß die höchstmögliche Abscheidungs- Stromdichte und damit die höchstmögliche Abscheidungsrate ohne Umweltverschmutzung, Korrosion der Elemente der An triebsvorrichtung oder gesundheitliche Gefährdung des Bedieners gewährleistet sind. Der Druck der in den Abscheidungsspalt geförderten Elektrolytlösung 3 wird von dem Ventil 43 geregelt und sollte bevorzugt nicht weniger als 4,9 bar betragen.The embodiment according to FIG. 3 corresponds essentially to that of FIGS. 1 and 2, but the galvanic bath 3 is fed in a forced flow through a tubular anode 40 . The electrolyte is conveyed from a container 42 by a pump 41 into the tubular anode 40 via a pressure control system 43 , a throttle valve 44 and a flow control valve 45 and flows into the gap between the anode 40 and the workpiece 4 through an end opening 40 a of the anode 40 . Since the separating element 27 and the exhaust gas extraction system 29-32 and the ventilation openings 26 a or the external gas conveying device 33-35 are also provided in this embodiment, the feed rate of the galvanic bath into the gap between the active anode surface 40 a and the Workpiece 4 can be increased to a maximum value, so that the highest possible deposition current density and thus the highest possible deposition rate without environmental pollution, corrosion of the elements of the drive device or health risk to the operator are guaranteed. The pressure of the electrolyte solution 3 conveyed into the deposition gap is regulated by the valve 43 and should preferably not be less than 4.9 bar.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 kann die Ventilan ordnung 45 in vorprogrammierter Weise durch Ausgangssignale der Steuereinheit 16 verstellt werden. Somit wird der zugeführte Volumenstrom des galvanischen Bads in und durch den Spalt bevorzugt als eine Funktion der jeweiligen Form einer Fläche auf dem elektrisch leitenden Werkstück 4 und damit der Form 1, die der aktiven Anodenfläche 40 a gegen überliegt, geregelt. So kann für eine vertiefte oder ausge sparte Fläche der Durchsatz erhöht werden. Umgekehrt sollte bzw. kann für eine konvexe oder ebene Fläche der Durchsatz verringert bzw. minimiert werden. Auf diese Weise kann die elektrisch leitende Fläche 4 gründlich und gleichmäßig oder mit einer erwünschten Dickenverteilung über ihre Gesamflä che und mit gesteigerter Geschwindigkeit mit einem galvani schen Überzug versehen werden.In the embodiment according to FIG. 3, the order can be adjusted Ventilan 45 in pre-programmed manner by output signals of the control unit 16. The volume flow of the galvanic bath supplied into and through the gap is thus preferably regulated as a function of the respective shape of a surface on the electrically conductive workpiece 4 and thus of the shape 1 , which is opposite the active anode surface 40 a . The throughput can be increased for a recessed or recessed area. Conversely, the throughput should or can be reduced or minimized for a convex or flat surface. In this way, the electrically conductive surface 4 can be provided with a galvanic coating thoroughly and evenly or with a desired thickness distribution over its total surface and with increased speed.

Claims

1. Procedure for galvanic metal deposition on an electrically conductive surface with the following procedure:

a) arranging a workpiece, which has a surface to be provided with a galvanic metal coating, in a container;
b) positioning an anode at a distance from the workpiece in the container;
c) rinsing a galvanic bath at least in the area of a space between the anode and the workpiece within the container; and
d) conducting a deposition current between the anode and the workpiece in order to deposit the metal from the galvanic bath on the workpiece surface,

characterized in that in step d) the metal from the electroplating bath is at least mainly electrodeposited to a limited area of the workpiece surface opposite the anode and electrolytically generated gases from the space, optionally together with fine droplets of the electroplating bath, as exhaust gas a space is collected within the container;

e) the workpiece and the anode are displaced relative to each other, so that the limited area of the workpiece surface is progressively covered;
f) the exhaust gases collected in the room are extracted from the container; and
g) during the extraction of the exhaust gas from the container to the outside either fresh air is sucked into the room through at least one ventilation opening or an harmless gas is conveyed into the room under pressure.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Space is kept on a negative pressure.

3. The method according to claim 1, characterized in that the Room is kept at an overpressure.

4. The method according to claim 3, characterized in that the Overpressure is in the range between 1.96 and 4.9 bar.

5. The method according to claim 1, characterized in that the galvanic bath through a tubular one at its front open anode with a pressure of at least 4.9 bar in the space between the anode and the workpiece is rinsed.

6. The method according to claims 1, 3 or 4, characterized records that air as a harmless gas under pressure, stick material or argon is conveyed into the room.

7. Device for galvanic metal deposition with

a) a container for receiving a workpiece ( 1 ) with a to be provided with a galvanic metal coating electrically conductive surface ( 4 );
b) elements ( 9 ) for holding the workpiece ( 1 ) in the container;
c) units ( 11, 19 ) for holding an anode ( 10; 40 ) at a distance from the workpiece ( 1 ) in the container;
d) means for rinsing a galvanic bath ( 3 ) at least in the area of an intermediate space between the anode ( 10; 40 ) and the workpiece ( 1 ) in the container; and
e) a power supply ( 24 ) which sends a deposition current between the anode ( 10; 40 ) and the workpiece ( 1 ) to separate the metal from the galvanic bath on the workpiece surface,

characterized in that the dimensions of the workpiece ( 1 ) and the anode ( 10 ; 40 ) are selected so that the metal from the galvanic bath ( 3 ) at least mainly on a limited loading area of the workpiece surface ( 4 ) relative to the anode ( 10 ; 40 ) is deposited, while in the intermediate space electrolytically generated gases and possibly droplets of the galvanic bath as exhaust gas accumulate in a space ( 28 ) within the container;

f) a drive device ( 11-23 ) for shifting the workpiece ( 1 ) and the anode ( 10; 40 ) relative to each other is seen so that the limited area of the workpiece surface ( 4 ) constantly from the anode ( 10; 40 ) is painted over
g) a suction device ( 30 ) is provided which sucks the exhaust gas collected in the space ( 28 ) out of the container; and
h) either the container has ventilation means ( 26 a , 29 ) which connect the room ( 28 ) with the atmosphere, so that during the extraction of the exhaust gases from the container into an outlet line ( 29 ) fresh air into the room ( 28 ) can be sucked in, or a pump ( 30 ) is provided which conveys a harmless gas into the space ( 28 ) under pressure.

8. Device according to claim 7, characterized in that the conveying and suction device keeps the pressure in the space ( 28 ) at a negative pressure level.

9. Device according to claim 7, characterized in that the conveying and suction device keeps the space ( 28 ) at an excess pressure.

10. Device according to claim 7, characterized in

- That the anode is a tube ( 40 ) with a fluid channel therein ausgebil Deten and an opening ( 40 a) at the front end, and
- That the means mentioned under (d) comprise a reservoir ( 42 ) for the galvanic bath ( 3 ) and a pump ( 41 ) which sucks the galvanic bath from the reservoir ( 42 ), through the tubular fluid channel ( 40 ) and promotes rinses out of the opening ( 40 a) into the intermediate space under a pressure of at least 4.9 bar.